虚拟仿真实验角度的模拟集成电路教学.pdf
192 专家论坛 201812 Chenmical Intermediate 当代化工研究 随着社会的发展,人类对于生活质量的要求也逐渐提 高。在畜牧业,动物肉质的鲜嫩程度是衡量品质的重要指 标,目前已经有研究发现,部分促细胞凋亡因子可以有效的 嫩化肌肉品质,使得家禽牲的肉质得到很大的提升。因此细 胞凋亡通路的研究除了对动物的肿瘤预防和治疗具有重要意 义外,对于畜牧业肉质的改善,也可发挥重要作用。 4.结语 细胞凋亡与个体的正常发育和生物内环境的稳态息息相 关。与此同时,其也是多种重要疾病的突破关键点。因此, 深入地研究其机制及生理意义成为了当今生命科学界最热门 的话题之一。通过细胞凋亡不仅可以在早期发现癌症,提高 癌症患者的存活率,还能通过诱导肿瘤细胞死亡的方法来准 确快速地治疗。但实际上迄今为止,细胞凋亡的许多机理仍 未被研究透彻,细胞凋亡的检测方法也需要更新的系统才能 更进一步。正是这种未知性,才能吸引众多学者埋头研究。 未来,在丰富细胞凋亡的检测方法的同时,对凋亡途径和相 关因子的完善,将会对认识、治疗凋亡相关疾病提供更多的 有效方法,从而产生全新的生物科技力量。 【参考文献】 [1]Kerr,J.F.,Wyllie,A. H., Currie,A.R.1972.Apoptosis a basic biological phenomenon with wideranging implications in tissue kinetics. British journal of cancer,264239. [2]赵彦超,顾耘.细胞凋亡通路研究进展[J].现代医学,2013 4285-288. [3]潘耀谦,高丰.细胞凋亡与细胞坏死比较的研究进展[J].动 物医学进展,2000,2145-8. [4]李超,伏圣博,刘华玲,马欣荣.细胞凋亡研究进展[J].世界 科技研究与发展,2007,29345-53. [5]高薇,侯微,李伟,王玉帅,王英平.细胞凋亡机制研究进展 [J].中国畜牧兽医,2014,4110150-156. [6]郭燕子,符健.肿瘤细胞凋亡及常用检测方法[J].中国热带 医学,2017,174413-417. [7]彭黎明,江虹.细胞凋亡检测方法的研究进展[J].中华病理 学杂志,2001,302135-136. [8]杨绍杰,孟金萍,屈祎,刘云波.细胞凋亡信号传导通路的研 究进展[J].Doctoral dissertation,2007. [9]王力俭,田可川,吴伟伟,徐新明,张廷虎,张艳花.细胞凋 亡信号传导通路的研究进展[J].中国畜牧兽医,2011,3810132- 135. [10]刘萍,丛国正,独军政,邵军军,林彤,常惠芸.细胞凋亡信 号传导通路的研究进展[J].湖北农业科学,2010,493715-717. [11]和四梅,张丽莉,王艺磊,王国栋.Caspase细胞凋亡通路及 其在水生无脊椎动物的研究进展[J].生物技术通报,2013,9010. [12]刘楠,李岩,牛振华.内质网应激介导的神经细胞凋亡通路 [J].中风与神经疾病杂志,2013757-759. [13]周晓慧,王鲁华.细胞凋亡应用的研究进展[J].承德医学 院学报,1997,142155-157. [14]张勇,崔岩.NFκ-B在细胞凋亡中的调节作用和应用前景 [J].动物营养学报,2011,235715-719. 【作者简介】 吴佳怡,女,西安市曲江第一中学;研究方向生物医学。 虚拟仿真实验角度的模拟集成电路教学 *曹宇泽 (宁波诺丁汉大学 浙江 310000) 摘要文中的虚拟仿真模拟集成电路教学研究是“无生产线的集成电路器件、工艺和测试”为理念。实践表明,虚拟仿真技术克服了传 统集成电路实验中的弊端。虚拟仿真实验达到了预期的教学实验目的,缓解了课时冲突的问题,对虚拟仿真实验教学建设有重要影响。 关键词虚拟仿真实验;模拟集成电路 中图分类号G 文献标识码A Analogue Integrated Circuit Teaching from the Perspective of Virtual Simulation Experiment Cao Yuze Ningbo Nottingham University, Zhejiang, 310000 AbstractThe teaching research of virtual simulation analogue integrated circuit in this paper is based on the concept of “integrated circuit devices, processes and testing without production lines“. The practice shows that the virtual simulation technology overcomes the disadvantages of the traditional integrated circuit experiment. The virtual simulation experiment has achieved the expected teaching and experiment purpose, alleviated the problem of class hour conflict, and has an important influence on the teaching construction of the virtual simulation experiment. Key wordsvirtual simulation experiment;analogue integrated circuit 1.虚拟仿真实验教学的必要性 进入21世纪,电子技术快速发展,其产业结构也在不断 升级,生产集成电路已成为电路产业发展的主流趋势。这种 模式也改变了以往电子电路企业较高费用的芯片研究、制造 压力,企业可以减少资金投入,将资金投入到集成电路这一 模块,开发出性能更强、功能更好的集成电路,更好地符合 市场需求。我国需要大量的优秀集成电路设计人才,他们不 仅要累积大量实验经验,而且还要具备丰富的专业知识,这 上接第191页 下转第193页 193专家论坛201812 Chenmical Intermediate 当代化工研究 样,才能提高我国集成电路芯片的质量。微电子与电子信息 专业共同开设集成电路课程,如模拟集成电路分析与设计、 数字集成电路分析与设计、半导体集成电路工艺等,课程内 容涵盖模拟集成电路基本原理、集成电路版图设计、VLSI工 艺设计与制作等方法。教师通过课堂授课,将电子专业的课 程的教材知识传授于学生,学生在与教师的沟通交流中掌握 专业知识技能,学生能够具备微电子器件、集成电路版图设 计的能力。电子专业的课程必须也要具有高实践性、高技术 性。因此,各高校在教学过程中要给予学生常规的教学,同 时还要为学生开设大量实验性课程,让学生真正通过实践理 解掌握专业技能。另外,校企合作也是提升学生专业技能的 手段。 1虚拟仿真是集成电路发展的必然趋势 目前,我们的生活中离不开电子技术,电子技术正飞 速发展着,成为微电子行业的佼佼者。根据以往的经验,常 规的研究方法进度比较缓慢,很难达到微电子技术发展的要 求,目前,在集成电路产业行业里虚拟技术是热门。利用虚 拟仿真技术可以将现实环境与虚拟环境紧密联系起来,利用 虚拟技术建模演化现实环境,可以软化硬件、固化软件。 2虚拟仿真是高校人才培养模式创新的必然需 求 虚拟现实是指,用虚拟技术模拟现实世界,通常会利 用多媒体、人机交互、电子通信等技术。构建虚拟仿真平台 的主要目的是更好地推动我国电子信息工程专业的发展, 培养电子信息化人才。虚拟仿真平台还能提升教师的教学能 力,丰富教学内容,开拓教学实践形式,学生更能体验知识 传播。 3虚拟仿真是实验教学方法改革的必要途径 集成电路这门专业包含了电子材料、器件芯片、电路系 统等多个跨专业的交叉学科。设计者要掌握这些跨专业的交 叉学科知识才能更好设计电路。目前,现在的教学体系中针 对特定领域的学生开展,学生学习的专业科目单一化,知识 认识能力狭隘。为了改变这种现状,众所高校开展实验教学 改革与创新,探索教学模式,目的是为了让学生掌握完整的 信息电子系统知识体系。 虚拟仿真实验教学的构建过程复杂全面,分为基础层、 中间层、顶层三个层次,与以往传统实验“时、空”的限制 不同,学生可以从多个方面了解系统。 2.模拟集成电路实验教学 1模拟集成电路的模块和功能 本文的实验教学以“无生产线集成电路设计”为基准, 分为两个实验模块数字集成电路、模拟集成电路,平台设 有VPN网络,购买Cadence设计软件,Cadence是一种正版集 电路EDA软件,在集成电路设计中非常实用,且应用广泛。 此时,已基本形成了集成电路设计环境,下面可以开展其他 模块设计,如数字集成电路、模拟集成电路、数模混合集成 电路的前后端设计实验。 教师、学生进入校园网站,登录账号后可远程操控中心 服务器,进行模拟集成电路实验检测,管理员负责账号管理 和软件维护工作。 集成电路虚拟仿真实验教学已经成为电子信息工程专 业必备的实验课程之一,设计者完成集成电路系统设计、电 路版图设计、电路性能测试,再进行IC设计流程实验检测。 2模拟集成电路设计的应用软件 前期实验结束之后,开始进行下一阶段实验。模拟集 成电路设计的应用软件有Cadence,运用软件中的Virtuoso Schematic Edito、Analog Design Environment、AMS Designer、Layout Suite等模块模拟电路,设计出完整功能 的模拟电路模块,至此,模拟集成电路的整体设计流程已完 毕。题目设置为可选,拥有完整的电路结构的模块有低噪 声放大器、低压差稳压器、带隙基准源、简单锁相环等。学 生查看实验指标,运用所学的理论知识计算出模拟电路的参 数,然后进行电路设计、仿真、调式,最后达到成功。 3模拟集成电路设计 模拟集成电路设计有规定标准的电压设计,该系统规定 交流电压最低为0.9V,输出电压1.5~3V,效率保持在60以 下,输出电流为10mA,保持电路设计电压稳定。 ①设计者可以选用可以采集能量的芯片,分析电路设计 理论,计算电路参数、输出功率、效率、电压等指标。②在 完成总体模拟集成电路设计后,开始设计比较器、振荡器、 误差比较器、有源整流器的电路模块,然后利用Spectre或 Hspice软件进行仿真分析,观察分析数据,得出模拟集成电 路设计的稳定性。③绘制总体升压电路带隙基准源版图,利 用DRC和LVS规则检查,获取参数,进行仿真设计。 3.结语 远程虚拟仿真实验离不开现代实物实验的形式,可以 提高学生参与实验的兴趣、主动性,充分发挥学生的想象力 和创造力,扩展学生的思维。利用虚拟仿真实验可以缓解课 时的矛盾,达到预习实验的目的,扩展实验的内容。总体来 说,虚拟仿真实验角度的模拟集成电路教学是一个值得研究 的课题。 【参考文献】 [1]刘明洁.模拟电路虚拟实验教学系统的研究与应用[D].北 京邮电大学,2010. [2]张华.仿真技术在模拟电路教学中的应用研究[D].山东师 范大学,2011. [3]路浩杰.虚拟仿真实验平台研究与设计[D].杭州杭州电子 科技大学,2012. [4]王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J].实验 室研究与探索,2013,32125-8. [5]潘雪涛,邬华芝,蔡建文.创新虚拟实验教学模式培养自主 学习能力[J].实验室研究与探索,2014,331172-76. [6]周世杰,吉家成,王华.虚拟仿真实验教学中心建设与实践 [J].计算机教育,201595-11. [7]沈建华,李飞,程崇虎等.通信与信息网络国家级虚拟仿真 实验教学中心建设与实践[J].实验室研究与探索,2015,341161- 164. [8]蔺智挺.基于虚拟仿真实验的模拟集成电路实验教学[J]. 实验技术与管理,2016,3301122-126. [9]侯刚,王洁,林驰,周宽久,金乃高.“模拟与数字电路” Proteus虚拟实验教学设计[J].实验室科学,2016,1902142-147. [10]李卫,郭宇锋,肖建,刘春生,吉新村,陈董.虚拟仿真技术在 电子信息类实验教学中的应用与实践[J].黑龙江科技信息,2016 1637. [11]于楠楠.基于电路仿真的数字电路3D虚拟实验室的设计[D]. 大连理工大学,2016. 【作者简介】 曹宇泽(1997-),男,宁波诺丁汉大学;研究方向模电数电。